А
Химия·9 класскод 3.2·12 мин

Химические свойства оксидов, кислот, оснований, солей и генетическая связь

Полная карта того, что с чем реагирует, и как безошибочно проходить цепочки превращений между классами.

Тренировать тему

Задания 13–17 и вторая часть КИМ строятся на одном наборе: кто с кем реагирует. Здесь не нужна интуиция — нужна таблица свойств и три ограничителя: ряд активности металлов, таблица растворимости и условия необратимости.

Правило противоположностей

Реагируют вещества с противоположным характером: основной оксид с кислотой и кислотным оксидом, кислотный оксид со щёлочью и основным оксидом, кислота с основанием. Два кислотных оксида между собой не реагируют, два основных — тоже. Амфотерные оксиды и гидроксиды реагируют и с кислотами, и со щелочами.

Карта свойств классов

КлассРеагирует сПример уравнения
Основный оксидкислота, кислотный оксид, вода (только для щелочных и щёлочноземельных)CaO + CO2 = CaCO3
Кислотный оксидщёлочь, основный оксид, вода (кроме SiO2)SO3 + 2NaOH = Na2SO4 + H2O
Кислотаметалл до H, основный и амфотерный оксид, основание, соль2HCl + CuO = CuCl2 + H2O
Щёлочькислота, кислотный оксид, соль (если выпадает осадок), амфотерный оксид2NaOH + CuSO4 = Cu(OH)2↓ + Na2SO4
Нерастворимое основаниекислота, разлагается при нагреванииCu(OH)2 →t° CuO + H2O
Солькислота, щёлочь, другая соль, более активный металлFe + CuSO4 = FeSO4 + Cu
Генетический ряд металла: Ca → CaO → Ca(OH)2 → CaCO3
2Ca + O2 = 2CaO
горение металла на воздухе
CaO + H2O = Ca(OH)2
оксид активного металла растворяется в воде, среда становится щелочной
Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3↓ + H2O
помутнение известковой воды — качественная реакция на CO2
CaCO3 →t° CaO + CO2↑
обжиг известняка, возврат к оксиду
Классическая цепочка задания 22 и её условия проведения.
Генетический ряд металла и неметалла
Металл
  • ·Металл → основный оксид
  • ·Основный оксид → основание
  • ·Основание → соль
  • ·Na → Na2O → NaOH → Na2SO4
Неметалл
  • ·Неметалл → кислотный оксид
  • ·Кислотный оксид → кислота
  • ·Кислота → соль
  • ·S → SO3 → H2SO4 → Na2SO4
Ряды зеркальны и встречаются в точке образования соли.
Три ограничителя, без которых уравнение неверно

Первый: металл вытесняет водород из раствора кислоты, только если стоит в ряду активности до H; Cu, Ag, Au с HCl и разбавленной H2SO4 не реагируют. Второй: металл вытесняет другой металл из раствора соли, только если активнее его, при этом щелочные и щёлочноземельные металлы в растворе реагируют с водой, а не с солью. Третий: реакция обмена в растворе идёт только при выпадении осадка, выделении газа или образовании воды.

Замкнутый цикл превращений меди
Cu + Cl2 → CuCl2 …CuCl2 + 2NaOH → C…Cu(OH)2 →t° CuO +…CuO + H2 →t° Cu +…
Цикл, который чаще всего разворачивают в цепочку из четырёх уравнений.

Что надо помнить из таблицы растворимости

  • Все нитраты и все соли натрия, калия и аммония растворимы — осадок из них не выпадает
  • Нерастворимы почти все карбонаты, силикаты и фосфаты, кроме солей щелочных металлов и аммония
  • BaSO4 — белый осадок, нерастворимый даже в кислотах
  • AgCl — белый творожистый осадок, нерастворимый в кислотах
  • Щёлочи: LiOH, NaOH, KOH, Ca(OH)2 (малорастворим), Sr(OH)2, Ba(OH)2
Задание 22 ОГЭ. Разбор цепочки

Условие: осуществите превращения Zn → ZnO → ZnSO4 → Zn(OH)2 → Na2[Zn(OH)4]. Решение по шагам. 1) 2Zn + O2 →t° 2ZnO — обжиг цинка. 2) ZnO + H2SO4 = ZnSO4 + H2O — амфотерный оксид реагирует с кислотой как основный. 3) ZnSO4 + 2NaOH = Zn(OH)2↓ + Na2SO4 — щёлочь берём в недостатке, иначе осадок растворится. 4) Zn(OH)2 + 2NaOH = Na2[Zn(OH)4] — избыток щёлочи растворяет амфотерный гидроксид. Каждое уравнение проверено на баланс атомов, у осадка поставлена стрелка вниз.

Ловушка ФИПИ: избыток щёлочи и пропущенные условия

В цепочках с Zn и Al эксперты снимают балл за уравнение, где Zn(OH)2 получают действием избытка щёлочи: в избытке осадок растворяется, поэтому в тексте решения нужно прямо написать «щёлочь в недостатке». Второй источник потерь — отсутствие условия над стрелкой: разложение Cu(OH)2, CaCO3, обжиг сульфидов идут только при нагревании, и без t° уравнение считается неверным. Третий — не поставленные знаки ↓ и ↑, из-за которых непонятно, выполнено ли условие протекания реакции.

Контроль каждого уравнения цепочки
  • Определил класс исходного и конечного вещества
  • Проверил по ряду активности, идёт ли реакция металла
  • Проверил по таблице растворимости, есть ли осадок
  • Указал условия: t°, кат., электролиз, недостаток или избыток реагента
  • Расставил коэффициенты и поставил ↓ и ↑
  • Пересчитал число атомов каждого элемента слева и справа